DE2356699A1

DE2356699A1 - Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE2356699A1
Application number: DE2356699A
Authority: DE
Inventors: Leonard Stanley Snell
Original assignee: Rolls Royce 1971 Ltd
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1974-05-30
Also published as: JPS49135015A; FR2207244A1; US3913321A; GB1415679A; JPS5521179B2; IT996472B; FR2207244B1

Description

PATE	ΝΤΑΝΛ^ΑΧ,Τ
DIP!.. ING.	E. HC^ZER
ATJ	GSBTJEO
X.	UHU, BlMIt

Β» 868

Augsburg, den 12. November 1973

Rolls-Royce (197D Limited, 14/15 Conduit Street, London W.l,

England

Gasturbinentriebwerk

■ Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem ersten Verdichter und einem zweiten Verdichter, einer Brenneinrichtung und einer die Verdichter treibenden Turbine.

Die meisten Plugzeuge müßten im Idealfall einen besonderen Triebwerkstyp für den Start und die Beschleunigung

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und einen anderen Triebwerkstyp für den Reiseflug aufweisen« Die Flugzeugtriebwerke stellen daher gewöhnlich einen Kompromiß dar und sind so ausgebildet, daß sie den verschiedenen von ihnen zu verkörpernden Triebwerkstypen möglichst nahe kommen. Jedoch ist bei manchen Plugzeugen im Idealfall ein Bypass-Triebwerk für den Start erforderlich, um einen niedrigen Geräuschpegel zu erreichen, während für den Reiseflug ein Turbostrahltriebwerk gebraucht wird. Dies ist beispielsweise bei Überschall-Verkehrsflugzeugen der Fall·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Triebwerk so auszubilden, daß es die Eigenschaften eines Turbostrahltriebwerkes und die Eigenschaften eines Bypass-Triebwerks in sich vereinigt»

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein Gasturbinentriebwerk der eingangs dargelegten Art gemäß der Erfindung durch eine ringförmige Anordnung von Kanälen gekennzeichnet, von denen bestimmte Kanäle jeweils zwischen einer ersten Betriebsstellung, in welcher sie Luft vom ersten Verdichter in den zweiten Verdichter leiten, und einer zweiten Betriebsstellung verstellbar sind, in welch letzterer sie Luft vom ersten Verdichter in die Außenluft leiten, und von denen weitere Kanäle jeweils zwischen einer ersten Betriebsstellung, in welcher sie Luft vom ersten Verdichter in den zweiten

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Verdichter leiten, und einer zweiten Betriebsstellung verateilbar sind, in welcher sie Luft von der Außenluft in den zweiten Verdichter leiten»

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, in einem einzigen Triebwerk die Eigenschaften eines Turbostrahltriebwerkes, die für den Übersehallflug wünschenswert sind, und die Eigenschaften eines Bypass-Triebwerks mit verhältnismäßig hohem Bypass-Verhältnis, was für einen verhältnismäßig geräuscharmen Start wünschenswert ist, miteinander zu vereinigen und trotzdem mit einer verhältnismäßig kleinen Triebwerksfrontfläche auszukommen. Außerdem stellt die erfindungemäße Konstruktion eine vorteilhafte Anordnung zum Umschalten vom Turbostrahlbetrieb auf den Bypass-Betrieb dar.

Vorzugsweise sind ein erster Lufteinlaß für den ersten Verdichter und ein zweiter Lufteinlaß für den zweiten Verdichter sowie eine erste Austrittsdüse für die Turbine und eine zweite Austrittsdüse für den ersten Verdichter vorgesehen·

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es stellen dar:

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Fig. 1 * eine schematische Darstellung eines

erfindungsgemäßen Gasturbinentriebwerks,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der

erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig, 3 einen Axialschnitt durch einen Teil

des erfindungsgemäßen Triebwerks, und

Fig» 4 eine abgewickelte Teildarstellung

des Schnittes entlang der Linie IV-IV

in Pig, 3.

Gemäß den Zeichnungen enthält eine im wesentlichen quadratische Triebwerkszelle 10 ein Gasturbinentriebwerk Il mit einem Verdichter 12, der einen stromaufseitigen Verdichterteil 13 und einen stromabseitigen Verdichterteil 14 aufweist. Zur Weiterleitung der Luft vom stromaufseitigen Verdichterteil entweder in den stromabseitigen Verdichterteil 14 oder in einen Kanal 16, der durch eine Klappe 17 in der Triebwerkszellenwandung in die Außenluft führt, ist eine Ventilanordnung 15 vorgesehen. Während die Luft vom stromaufseitigen Verdichterteil 13 in der letzteren Weise weitergeleitet wird, verbindet die Ventilanordnung 15 gleichzeitig den

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Einlaß des stromabseitigen Verdichterteils 14 über einen von einer Klappe 19 in der Triebwerkszellenwandung ausgehenden ivanal 18 mit der Außenluft.

Die Ventilanordnung 15 weist eine ringförmige Anordnung von Kanälen 20 auf, welche gemäß Pig, 3 zwischen den tfetriebsstellungen 2OA und 2OB schwenkbar sind. In der detriebsstellung 2OA verbinden die Kanäle 20 den stromaufseitigen Verdichterteil 13 mit dem stromabseitigen Verdichterteil und in der geneigten ßetriebsstellung 2OB verbinden die Kanäle 20 den stromaufseitigen Verdichterteil I3 mit dem Kanal l6_e Die Kanäle 20 sind in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen angeordnet und wechseln mit ähnlichen Kanälen 21 ab, die zwischen den Betriebsstellungen 21A und 2lß schwenkbar sind. In der Betriebsstellung 2IA verbinden die Kanäle 21 den stromaufseitigen Verdichterteil 13 mit dem stromabseitigen Verdichterteil 14 und in der geneigten Betriebsstellung 21B verbinden sie den stromabseitigen Verdichterteil 14 mit dem Kanal l8.

In Fig. 3 ist einer der Kanäle 20 dargestellt, der an einem Schwenkzapfen 22 aufgehängt ist und zwischen den Stellungen 2OA und 2OB mittels eines Druckflüssigkeitsmotors 23 bewegbar ist, welch letzterer einerseits an der Triebwerkszelle 10 und andererseits 'am Kanal 20 befestigt ist„

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Pig. ¹J zeigt einige der Kanäle 20 und 21 sowie Schaufeln der beiden Verdichterteile 13 und 14.

Selbstverständlich findet bei jedem der Kanäle 20 und ein dem Motor 23 ähnlicher Motor Anwendung,,

Der stromaufsetige Verdichterteil 13 weist einen Lufteinlaß 13A auf. Dieser.Lufteinlaß 13A bildet den ersten Lufteinlaß und die Klappe 19 bildet den zweiten Lufteinlaß des Getriebes. Das Triebwerk ist ein Zweiwellen-Gasturbinentriebwerk mit einer üblichen Brenneinrichtung 25 und Turbinen und 27 sowie einer Strahldüse 28„ Die Turbine 26 treibt einen hochdruckverdichter 29 und die Turbine 27 treibt den Niederdruckverdichter 12. Die Düse 28 bildet einen ersten Luftauslaß und eine Klappe 17 bildet einen zweiten Luftauslaß des Triebwerks. Zum öffnen der Klappen 19 und 17, wenn die Kanäle 20 und 21 in ihre Stellungen 2OB bzw. 21B geschwenkt sind, sind nicht dargestellte, aber an sich bekannte Vorrichtungen vorgesehen.

In der Stellung 2OA bzw. 2IA liegen die Kanäle 20 und 21 bündig mit einem Gehäuse 26, welches die beiden Verdichterteile 1.3 und l4 miteinander verbindet. In der Stellung 20& bzw. 21B ragen die Kanäle 20 und 21 radial über dieses

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Gehäuse 26 hinaus,,

In Fig. 1 ist die Triebwerkszelle mit einer Klappe und einer Klappe 19 dargestellt, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Triebwerkszelle angeordnet und mit gestrichelten Linien in ihrer geöffneten Stellung dargestellt sind« Bei der in Fig« 2 gezeigten Anordnung befinden sich die Klappen 17 und 19 nur auf einer Seite der Triebwerkszelle, aber es ist selbstverständlich, daß diese Klappen entweder an einer oder an beiden Seiten oder sogar an der Unterseite der Triebwerkszelle 10 angeordnet sein können.

Bei einer nicht dargestellten Abwandlung führen die Kanäle 20 und 21 unmittelbar in die Außenluft, d.h« die Triebwerkszelle und die Kanäle 16 und 16 sind nicht vorgesehen, und die Kanäle 20 bilden in diesem Falle selbst den Luftauslaß für den stromaufseitigen Verdichterteil, während die Kanäle 21 in diesem Fall den Lufteinlaß für den stromabseitigen Verdichterteil 14 bilden»

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Claims

Fat entansprüehe

(1,J Gasturbinentriebwerk mit einem ersten Verdichter und einem zweiten Verdichter, einer Brenneinrichtung und einer die Verdichter treibenden Turbine, gekennzeichnet durch eine ringförmige Anordnung (15) von Kanälen (20, 21), von denen bestimmte Kanäle (20) jeweils zwischen einer ersten Betriebsstellung (2OA), in welcher sie Luft vom ersten Verdichter (13) in den zweiten Verdichter (14) leiten, und einer zweiten Betriebsstellung (20B) verstellbar sind, in welch letzterer sie Luft vom ersten Verdichter in die Außenluft leiten und von denen weitere Kanäle (21) jeweils zwischen einer ersten ßetriebsstellung (21A), in welcher sie Luft vom ersten Verdichter in den zweiten Verdichter leiten, und einer zweiten ßetriebsstellung (21B) verstellbar sind, in welcher sie Luft von der Außenluft in den zweiten Verdichter leiten.
2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Verdichter (13) ein erster Lufteinlaß (13A) und, wenn die Kanäle jeweils in ihrer zweiten Betriebsstellung (20ß, 21B) stehen, dem zweiten Verdichter (14) ein zweiter Lufteinlaß (19) zugeordnet ist.

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3 β Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Kanäle (20) mit den zweitgenannten Kanälen (21) abwechselnd angeordnet sind.
4, Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verdichter (13, 14) mechanisch miteinander gekuppelt sind_e
5. Triebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Verdichter (13, 1*0 den Niederdruckverdichter (12) eines Zweiwellentriebwerks bilden.

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